建筑电气智能应急照明系统设计和应用

2022-11-02黄达

建材与装饰 2022年32期

黄达

（基准方中建筑设计股份有限公司太原分公司，山西太原 030000）

0 引言

随着科技的进一步发展，智能技术在建筑领域得到了广泛的应用，从设计到施工，还包含了许多科技元素。面对众多高层民用建筑，安全威胁越来越明显。应急照明作为消防安全的关键要素，在人民群众生命财产安全方面引起了广大群众的关注。本文针对土木工程中电气智能应急照明系统进行深入研究，分析了智能应急照明在实际工作中的应用及具体设计方案。随着我国建筑智能化应用的发展，建筑工程各个领域，特别是代表智能应急照明系统的消防安全领域出现了新的变化和突破，不仅可以提供更有效的安全功能，而且有利于国内消防领域的快速增长，是建筑物消防安全研究的重要课题。

1 电气智能建筑照明系统设计理念

作为电气智能照明系统的设计者，首先需要明确智能照明系统的最初设计目标，特别是改变设计，摒弃传统设计过程中照明系统独特的功能设计，借助应急照明信息系统，对电气系统建设实施整体控制，科学实践智能照明理念，坚持务实、高效、求实的原则，减少不必要的连接和过程，实践最佳路径设计，结合现代国际先进的智能消防救援策略系统，既体现了智能照明系统的高效设计，又体现了应急照明系统的必要防护功能；二是智能设计理念要体现对突发事件的实际理解和认识，以及对极端环境的科学判断能力，帮助受困群众在最短时间内迅速获救；最后通过大数据技术、人工智能应用、预警系统等相关技术，实现了照明系统的高效设计，保证了多功能建筑的安全可靠[1]。

2 智能应急照明系统设计分析

2.1 应急照明系统组成分析

应急照明系统可分为感应系统、数据传输系统和信息处理平台。感应系统可分为温度探测器、烟雾探测器等；数据传输系统包括通信接口、通信线路、电源线、电池等。信息处理平台分为控制节点、控制模块等。

2.2 应急照明系统的工作原理

消防区段一旦发生火灾，区段探测器可通过数据传输系统向消防控制平台传输火灾信号，智能应急照明系统可通过预装系统自动照明。在此期间，为避免发生电气爆炸的危险，必须及时关闭原有电路。疏散灯亮起时，应向被疏散人员发出指示，以沿疏散路线指向最近安全出口的形式确定疏散方向，以便被疏散人员从火灾中迅速撤离[2]。

2.3 应急照明系统的逃生逻辑

应急照明系统必须与火灾及自动报警系统相关联，以确保准确的火灾报警区域。同时，火灾报警区域内所有应急照明信号均应按规定救援路径引导，协调消防工作。在此期间，智能系统在评估该区是否发生火警时，必须遵循一个探测器不发出火警警告及超过两个探测器发出火警警告的方法，以避免出现错误的提醒。在此期间，为避免探测器出现故障等问题，应在防火部分放置额外的手动报警按钮，以便及时将信号传送至防火平台。在这段时间内，不应以人手报警模式作为火警的根据，因为在火警发生时，员工通常不会选择按下火警点附近的警报器，所以在人手报警时，主管应扩大可能发生火警的范围。第二，在防火地段发生火警时，应急照明系统的电缆须采取防火措施，避免因火警而导致线路中断，令照明系统效率低下，导致在疏散人群时造成混乱。最后，为避免因火灾烟幕等使被疏散人员无法找到疏散方向的情况，在疏散及安全出口附近应设置声音信号，以便被疏散人员在短时间内找到疏散及安全出口，避免失去最佳的疏散撤离时间[3]。

2.4 应急照明系统的设计特点

总体而言，智能应急照明系统主机为PC，应急灯为单片智能终端控制。通过总线可以执行多个通信控制和检查功能。同一总线系统可连接不同类型的灯具终端，可编程可在相应的虚拟分区中打开和关闭应急照明，并进行功能和应急测试。由于虚拟分区的技术支持，设计和工程管理非常方便。同时，合理的应急照明系统可以可靠的与建筑物内的楼宇管理系统兼容，方便设备的日常管理。该系统引入了双向壁挂式LED灯，高水平的输出声音和低水平的漫射照明，将现有疏散指示照明的LED灯功率放大到5W，地面照明从传统的单纯依靠应急照明，转变到同时使用疏散指示照明作为辅助应急照明，从而提高了疏散通道应急照明的作用，减少了人们在烟雾中的恐慌情绪，逐步使被疏散人员安全高效的撤离火灾现场。此外，该系统的日常维护避免了因产品故障和灯位不合理导致的驾驶冲突。该系统可全天24h不间断检查设备，确保整个系统处于最佳状态，火灾时不会出现任何紧急情况[4]。图1为应急照明灯和疏散指示照明灯。

图1 应急照明灯和疏散指示照明灯

3 智能照明系统的应用功能

3.1 智能应急照明系统快速报警功能

现代智能应急照明系统不仅增加了许多应用功能，而且有助于处在危险环境的人员在紧急情况下实现有效的自我保护。近年来，应急照明系统的能力有了很大提高：依托应急照明作为支点，进行了多种产品创新和开发，在一系列实践过程中引起了社会的高度重视。例如，在广州的一幢建筑物内进行了早期火警演习。智能照明系统采用红外热感应快速报警系统，智能照明系统与其相联动，通过无线网络连接器覆盖整个建筑区域。在监测点高于正常温度的情况下，预警装置中的阈值不断检测相应的监测点。超过阈值时，预警装置可以将热信息发出警报并传输到报警控制中心。当两个或两个以上的快速报警装置发现热源高于安装系统的设定值时，启动智能照明系统，进行快速报警，并结合建筑快速火灾报警装置发出紧急警报。智能照明系统中的快速报警功能与传统的预警装置系统有效结合，既避免了单一路由覆盖不全的问题，又为照明系统提供了应急通信，实现了有效的应急预警[5]。

3.2 智能应急照明系统的疏散功能

智能应急照明系统的疏散是对传统照明疏散功能的升级改造。一方面，借助光源疏散指示灯照明，楼宇关闭后可与内置或备用电源结合，不但可作为分散警告，亦可避免传统电路停电而出现的问题。另一方面，智能应急照明系统具有防烟防尘效果，一旦发生火灾，可发出灯光报警，帮助被困人员逃离火灾现场。此外，在高楼大厦内，智能紧急照明系统具有疏散功能，可协助受困人士逃至消防通道，利于救援人员进行有效的救援行动。因此，现代智能应急照明系统不仅具有正常的照明功能，而且通过大数据、人工智能、5G网络等相关技术，通过对救援线路进行有效的分析，提供了最优的疏散方案。一旦发生火灾，大多数人更习惯使用光源。因此，应急照明系统借助智能疏散指示灯的功能，可以提出最佳火灾救援策略。

3.3 避免智能应急照明系统危险的驾驶功能

与应急照明系统的疏散功能不同，安装驾驶功能可以帮助超高层建筑中的受困人员摆脱建筑物的危险场所，从而完成相应的保护功能。一方面，超高层的防火是建筑防火领域的一项艰巨任务。因此，通过合理的应急照明系统，可以帮助受影响的人迅速避免风险，减少人员伤亡，并为后续消防工作提供必要的时间。另一方面，不同级别的受影响人士会设置不同的驾驶模式，以避免危险，并借助合理的光源，协助受影响人士在最短时间内进入预设的安全区[6]。

4 传统应急照明系统存在的问题

传统的应急照明系统可分为两种形式：集中电源及灯具自带蓄电池。在实际应用过程中，由于照明系统电缆自成独立的系统，无法联动火灾及自动报警系统，一旦发生火灾，很容易影响逃生人员的疏散。此外，根据以往的调查显示，疏散灯的日常保养及更改已显著放缓，因此在某些情况下，火灾信号已发出，紧急指示灯因故障而不能及时作出反应，这就会导致处在危险环境的人员产生混乱，严重影响消防疏散的进度。

5 智能消防应急照明系统设计内容

5.1 智能应急照明系统的硬件组成

作为智能应急照明系统的设计者，有必要结合现代公共应急照明设施的发展趋势，开发智能应急照明系统。首先，必须保证系统中灯具的设备参数符合我国应急照明系统的要求。照明光源、集中电源、备用电源、单片机电源等相关设备必须符合相关规范的要求。特别是灯具照明强度不仅要保证应急救援工作的正常开展，还要满足长时间照明的需要，帮助受灾群众迅速获救；其次，智能应急照明系统还可以选择安全快速报警单元，代替快速火灾报警、快速气体报警、快速烟雾报警等。既可以集成各种快速应急报警功能，又可与应急照明系统相结合，实现各种消防系统的有效应用；最后，通过无线网络发射机、路由器、5G网络基站等手段，实现了各种快速应急报警功能的无线联网，迅速发出自然灾害警报。相关基础设施的建立将有助于智能应急照明与大厦管理中心的信号保持联系。配合大厦不同地区的监察仪器，可有效地转换多个情景，不但可发出火警等灾害及意外的警报，亦可应付恐怖袭击、盗窃等一系列危险事件。智能照明系统可以将图像系统和人工智能系统结合起来，为受困人员提供快速逃生的机会。例如，2008年发生在印度孟买的恐怖袭击事件，再次展示了应急照明系统的有效性和可靠性。随着我国建设应急多功能体系的发展，保障建筑物安全成为首要任务之一。同时，它可以逐步提高应急系统的效率，特别是在安全领域的效率[7]。

5.2 智能应急照明系统的软件系统

作为电气智能化领域的智能应急照明系统，有必要结合相应的软件体系，进一步开发相应的智能应用领域。一方面，应用软件通过大数据处理、人工智能和5G技术，成为消防系统及应急照明系统实现智能化管理和监控的重要平台。同时，可以在软件数据中心及时解决建筑物中出现的问题。例如，如发现楼宇某区的紧急照明出现故障，可直接提醒有关人员在有关地区进行检查和维修。通过数据中心的有效管理和排序，可以提前、高效、及时地解决应急照明问题，确保受影响居民在建筑物内的安全，减少不必要的安全事故，减少自然灾害的发生。此外，在设计有关软件时，亦须根据软件的辅助功能，考虑电气设施的实际情况，特别是主线和灯具的位置，进而更有效地完成安装[8]。

5.3 智能应急照明系统的通信设计

作为智能应急照明系统的通信设计，需要确保相应的应急照明系统能够在紧急情况下及时有效地传输相关数据。同时，结合观测仪器，确保遇有严重火灾时信号保持畅通，便于对受困群众进行有效救援。此外，通信设计不仅旨在提高对其各自功能的一些设计要求，还旨在为其稳定性和安全性提供相应的标准。通信设计是实施应急照明系统的重要保证.透过照明设备的资料数据，我们可以取得更多有关楼宇的资料，并提供所需的资料支援，以便救援行动的进行。不间断通信不仅是智能应急照明系统发展的重要功能，也是当前电气设备建设领域急需关注的重要内容[9]。